Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5833327B2 - X-ray tube and X-ray analyzer - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5833327B2 - X-ray tube and X-ray analyzer - Google Patents

X-ray tube and X-ray analyzer Download PDF

Info

Publication number
JP5833327B2
JP5833327B2 JP2011068037A JP2011068037A JP5833327B2 JP 5833327 B2 JP5833327 B2 JP 5833327B2 JP 2011068037 A JP2011068037 A JP 2011068037A JP 2011068037 A JP2011068037 A JP 2011068037A JP 5833327 B2 JP5833327 B2 JP 5833327B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode target
ray tube
ray
electron beam
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011068037A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012204156A (en
Inventor
弘 大庭
弘 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Analysis Corp
Original Assignee
Hitachi High Tech Science Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Tech Science Corp filed Critical Hitachi High Tech Science Corp
Priority to JP2011068037A priority Critical patent/JP5833327B2/en
Publication of JP2012204156A publication Critical patent/JP2012204156A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5833327B2 publication Critical patent/JP5833327B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、カソードとアノードを備え、円筒形のエンベロープに収容されたX線管及び該X線管を備えたX線分析装置に関する。   The present invention relates to an X-ray tube including a cathode and an anode and housed in a cylindrical envelope, and an X-ray analyzer including the X-ray tube.

蛍光X線分析装置は試料の構成元素の特定やその濃度などを測定できる。X線管で発生された一次X線を試料に照射する。これにより試料に含まれる元素特有の蛍光X線が試料から発せられる。蛍光X線を検出し、エネルギーを分析することで元素を特定すること、また、その個数により濃度などを測定することが可能である。   The X-ray fluorescence analyzer can specify the constituent elements of the sample and the concentration thereof. The sample is irradiated with primary X-rays generated by an X-ray tube. Thereby, fluorescent X-rays peculiar to the elements contained in the sample are emitted from the sample. It is possible to identify elements by detecting fluorescent X-rays and analyzing energy, and to measure the concentration and the like based on the number of elements.

ここで測定時間に注目すると、一次X線強度や二次X線の検出効率の増大により測定時間を短縮できる。例えば、一次X線強度を増大させることを特徴とするX線管について開示されている(特許文献1参照)。開示されたX線管は、窓を支持する円錐形の軸方向端部とアノードパイプに隣接して配置されたアノードと電子光学装置とを備えている。X線発生源となるアノードと試料との距離を近づけることにより、一次X線強度を増大させている。一方、光源の半径は約0.5mmであり、サイドウィンド型や透過型のX線管と比べると非常に大きい。照射領域を制限するためにコリメータやX線導管が用いられる。光源半径が約0.5mmの場合、最適な分析領域の大きさは1mm程度である(特許文献2参照)。   Focusing on the measurement time, the measurement time can be shortened by increasing the primary X-ray intensity and the secondary X-ray detection efficiency. For example, an X-ray tube characterized by increasing the primary X-ray intensity is disclosed (see Patent Document 1). The disclosed x-ray tube includes a conical axial end that supports a window, an anode disposed adjacent to the anode pipe, and an electro-optic device. The primary X-ray intensity is increased by reducing the distance between the anode serving as the X-ray generation source and the sample. On the other hand, the radius of the light source is about 0.5 mm, which is very large compared to a side window type or transmission type X-ray tube. Collimators and X-ray conduits are used to limit the irradiation area. When the light source radius is about 0.5 mm, the optimal analysis area size is about 1 mm (see Patent Document 2).

特表2001−504988号公報JP-T-2001-504988 特開平5−275035号公報JP-A-5-275035

試料の小さい領域の分析を短時間で行うためには、分析領域に強度の大きい一次X線を照射することが必要である。   In order to analyze a small area of a sample in a short time, it is necessary to irradiate the analysis area with a primary X-ray having a high intensity.

しかしながら、分析領域が数百μmのオーダーになると、約0.5mmの光源半径では照射X線の角度広がりが大きいため、照射半径より小さな径のコリメータを用いる必要がある。一方、照射X線の強度はコリメータの径の大きさに依存する。従って小さな径のコリメータを用いると、大きな光源であっても、照射X線強度は小さくなってしまう。   However, when the analysis region is on the order of several hundred μm, the angular spread of the irradiated X-rays is large at a light source radius of about 0.5 mm, so it is necessary to use a collimator having a diameter smaller than the irradiated radius. On the other hand, the intensity of the irradiated X-ray depends on the diameter of the collimator. Accordingly, when a collimator having a small diameter is used, the irradiation X-ray intensity is reduced even with a large light source.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、小さい分析領域であっても、高い強度のX線を照射可能なX線管を提供することである。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an X-ray tube capable of emitting high-intensity X-rays even in a small analysis region.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係るX線管は、電子ビームの衝突によりX線を放出するアノードターゲットと、アノードターゲットに対向する位置に配置され、電子ビームを放出する複数のカソード電極と、電子ビームの照射方向を制御する電子光学系と、アノードターゲットとカソード電極と電子光学系とを収容する外囲器と、当該外囲器の内壁に前記アノードターゲットを囲むように設けられた半球形電極と、を有する。これにより、アノードターゲットへの電子ビームの照射量を増大することができる。また、これにより、電子ビームがアノードターゲットに向かって照射されるための電界をカソード電極とアノードターゲットの間に形成することができる。よって、電子ビームがアノードターゲットに集中的に照射される。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
An X-ray tube according to the present invention includes an anode target that emits X-rays by collision of an electron beam, a plurality of cathode electrodes that are disposed at a position facing the anode target, and that emits an electron beam, and an irradiation direction of the electron beam. An electron optical system to be controlled; an envelope that accommodates the anode target, the cathode electrode, and the electron optical system; and a hemispherical electrode that is provided on an inner wall of the envelope so as to surround the anode target . Thereby, the irradiation amount of the electron beam to the anode target can be increased. Thereby, an electric field for irradiating the electron beam toward the anode target can be formed between the cathode electrode and the anode target. Therefore, the electron beam is intensively applied to the anode target.

また、本発明に係るX線管の電子光学系は、電子ビームの照射方向が半球形電極の面に略垂直になるよう制御する。これにより、複数のカソード電極から放出された電子ビームをアノードターゲットに向けて集中的に照射することができる。   In addition, the electron optical system of the X-ray tube according to the present invention controls the irradiation direction of the electron beam to be substantially perpendicular to the surface of the hemispherical electrode. Thereby, the electron beams emitted from the plurality of cathode electrodes can be intensively irradiated toward the anode target.

また、本発明に係るX線管のアノードターゲットは、前記X線を放出する方向に凹部を有する。これにより、凹部に電子ビームを集中させるための電界をアノードターゲット周辺に形成することができる。よって、凹部に電子ビームの照射を集中させることができる。   Further, the anode target of the X-ray tube according to the present invention has a recess in the direction of emitting the X-ray. As a result, an electric field for concentrating the electron beam in the concave portion can be formed around the anode target. Therefore, the electron beam irradiation can be concentrated on the concave portion.

また、本発明に係るX線管は、外囲器の内壁に、アノードターゲットに向かって突出した突出部を有する。これにより、電子ビームがアノードターゲット上の小さい領域に集中するための電界を外囲器の内部に形成することができる。また、突出部は、半球形電極の端部付近に配置することが好ましい。これにより、電子ビームをアノードターゲット上の小さい領域に集中させるより強い電界を形成することができる。   Moreover, the X-ray tube which concerns on this invention has the protrusion part which protruded toward the anode target in the inner wall of an envelope. As a result, an electric field for concentrating the electron beam in a small area on the anode target can be formed inside the envelope. Moreover, it is preferable to arrange | position a protrusion part near the edge part of a hemispherical electrode. This can create a stronger electric field that concentrates the electron beam in a small area on the anode target.

また、本発明に係るX線管のカソード電極は、外囲器の一部に設けられた溝部に設置されている。これにより、半球形電極側に複数のカソード電極を設置することができる。よって、アノードターゲットに大量の電子ビームを照射することができる。   In addition, the cathode electrode of the X-ray tube according to the present invention is installed in a groove provided in a part of the envelope. Thereby, a some cathode electrode can be installed in the hemispherical electrode side. Therefore, a large amount of electron beam can be irradiated to the anode target.

また、本発明に係るX線管の電子光学系は、半球形電極と略平行な面を有する引出電極を備える。これにより、カソード電極から放出された電子ビームをアノードターゲットに向けて照射することができる。   Further, the electron optical system of the X-ray tube according to the present invention includes an extraction electrode having a surface substantially parallel to the hemispherical electrode. Thereby, the electron beam emitted from the cathode electrode can be irradiated toward the anode target.

本発明に係るX線分析装置は、上記のX線管と、試料を載置する試料台と、試料へのX線の照射量を制限するコリメータと、試料から放出された蛍光X線を検出する検出器と、を有する。これにより、小さい分析領域に、高い強度のX線を照射することができる。また、コリメータを通過したX線の広がり角を小さくすることができる。従って、例えば、凹凸の大きな試料を分析するために長い作用距離で分析する場合であっても、小さい分析領域に高い強度のX線を照射することができる。   An X-ray analyzer according to the present invention detects the X-ray tube, the sample stage on which the sample is placed, a collimator for limiting the amount of X-ray irradiation to the sample, and the fluorescent X-rays emitted from the sample And a detector. Thereby, high intensity | strength X-rays can be irradiated to a small analysis area | region. In addition, the spread angle of the X-rays that have passed through the collimator can be reduced. Therefore, for example, even when analyzing with a long working distance in order to analyze a sample with large irregularities, high intensity X-rays can be irradiated to a small analysis region.

本発明に係るX線管によれば、小さい分析領域に高い強度のX線を照射することができる。これにより、分析時間を短縮することができる。   The X-ray tube according to the present invention can irradiate a small analysis region with high-intensity X-rays. Thereby, analysis time can be shortened.

本発明の実施形態に係るX線管の構成図である。It is a lineblock diagram of the X-ray tube concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るX線管の電界シミュレーションの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the electric field simulation of the X-ray tube which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアノードターゲットに衝突する電子の分布図である。It is a distribution map of the electron which collides with the anode target which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るX線分析装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an X-ray analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るX線光源の半径とX線強度比の関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram between a radius of an X-ray light source and an X-ray intensity ratio according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るX線管の構成図である。It is a lineblock diagram of the X-ray tube concerning the embodiment of the present invention.

以下、本発明に係るX線管の実施形態について説明する。図1はX線管の構成図である。X線管は円筒形と半球形を連接した形状である。カソードフィラメント1は電子ビーム2を放出する。電子ビーム2はアノード電極3に連接されたアノードターゲット4に照射される。電子ビーム2の照射によりアノードターゲット4はX線5を放出する。X線5は、アノード電極3に対向する外囲器14の一部に設置された窓6からX線管の外に放出される。窓6は例えば125μmの厚さのベリリウム板である。   Hereinafter, embodiments of the X-ray tube according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray tube. The X-ray tube has a shape in which a cylindrical shape and a hemispherical shape are connected. The cathode filament 1 emits an electron beam 2. The electron beam 2 is applied to the anode target 4 connected to the anode electrode 3. The anode target 4 emits X-rays 5 by irradiation with the electron beam 2. The X-ray 5 is emitted out of the X-ray tube from the window 6 provided in a part of the envelope 14 facing the anode electrode 3. The window 6 is a beryllium plate having a thickness of 125 μm, for example.

外囲器14はアノードターゲット4を覆うように配置されている。特に、外囲器14は半球形状であり、その中心付近にアノードターゲット4を配置することが好ましい。カソードフィラメント1は外囲器14に設けられた複数の溝部8に設置されている。これにより、アノードターゲット4に向けて、複数のカソードフィラメント1を設置することができる。そして、半球形状の外囲器14にカソードフィラメント1が設置されることにより、半球形の中心のアノードターゲット4に電子ビーム2を集中照射することができる。よって、複数の大量の電子ビーム2をアノードターゲット4に照射することができる。   The envelope 14 is disposed so as to cover the anode target 4. In particular, the envelope 14 has a hemispherical shape, and the anode target 4 is preferably disposed near the center thereof. The cathode filament 1 is installed in a plurality of grooves 8 provided in the envelope 14. Thereby, a plurality of cathode filaments 1 can be installed toward the anode target 4. Then, by installing the cathode filament 1 in the hemispherical envelope 14, the electron beam 2 can be concentratedly irradiated on the anode target 4 at the center of the hemispherical shape. Therefore, the anode target 4 can be irradiated with a plurality of large amounts of electron beams 2.

また、外囲器14はアノード電極3側の外囲器15と連接している。X線管内は真空状態である。外囲器14、15の内壁にはそれぞれ内壁電極9、10を備えている。内壁電極9、10は接地されている。   The envelope 14 is connected to the envelope 15 on the anode electrode 3 side. The inside of the X-ray tube is in a vacuum state. Inner wall electrodes 9 and 10 are provided on the inner walls of the envelopes 14 and 15, respectively. The inner wall electrodes 9 and 10 are grounded.

カソードフィラメント1とアノードターゲット4との間に、電子光学系として引出電極11が設置されている。引出電極11は外囲器14の内壁電極9の曲面と平行な面を有している。つまり、引出電極11は球面状の面を有している。   An extraction electrode 11 is installed as an electron optical system between the cathode filament 1 and the anode target 4. The extraction electrode 11 has a surface parallel to the curved surface of the inner wall electrode 9 of the envelope 14. That is, the extraction electrode 11 has a spherical surface.

カソードフィラメント1は、電流源16に接続されている。カソードフィラメント1を通電加熱し、カソードフィラメント1から電子を放出する。放出された電子は正に印加された引出電極11により引き出され、電子ビーム2が形成される。アノード電極3は電圧源17により高電圧が印加される。これにより電子ビーム2は、正に印加されたアノードターゲット4に向けて照射される。   The cathode filament 1 is connected to a current source 16. The cathode filament 1 is energized and heated, and electrons are emitted from the cathode filament 1. The emitted electrons are extracted by a positively applied extraction electrode 11 to form an electron beam 2. A high voltage is applied to the anode electrode 3 by the voltage source 17. Thereby, the electron beam 2 is irradiated toward the positively applied anode target 4.

電子ビーム2は、引出電極11の面に対し略垂直に照射される。つまり、アノードターゲット4を覆うように配置された半球形状の内壁電極9に略平行な面を有する引出電極11の面に対し略垂直に電子ビーム2が照射される。よって、カソードフィラメント1から放出された電子をアノードターゲット4に向けて照射することができる。   The electron beam 2 is irradiated substantially perpendicularly to the surface of the extraction electrode 11. That is, the electron beam 2 is irradiated substantially perpendicularly to the surface of the extraction electrode 11 having a surface substantially parallel to the hemispherical inner wall electrode 9 disposed so as to cover the anode target 4. Therefore, the electrons emitted from the cathode filament 1 can be irradiated toward the anode target 4.

アノードターゲット4は、X線5を放出する側に凹部12を有する。これにより、電子ビーム2が凹部12に集まるような電界をアノードターゲット4の周辺に形成することができる。よって、電子ビーム2を凹部12に集中させることができる。   The anode target 4 has a recess 12 on the side from which the X-ray 5 is emitted. Thereby, an electric field that allows the electron beam 2 to collect in the recess 12 can be formed around the anode target 4. Therefore, the electron beam 2 can be concentrated in the recess 12.

外囲器15は、アノードターゲット4に向かい突出する突出部13を有する。これにより、電子ビーム2がアノードターゲット4に集まるような電界を形成することができる。よって、電子ビーム2をアノードターゲット4に集中させることができる。   The envelope 15 has a protrusion 13 that protrudes toward the anode target 4. As a result, an electric field in which the electron beam 2 is collected on the anode target 4 can be formed. Therefore, the electron beam 2 can be concentrated on the anode target 4.

図2は本発明の実施形態のX線管の電界シミュレーションの結果を示す図である。シミュレーションの設定寸法は次の通りである。内壁電極9の窓6側とアノードターゲット4との距離は5mmである。外囲器15の内壁電極10の直径は、8.2mmである。アノード電極3の直径は3mmである。アノードターゲット4の凹部12の突出部分の高さは1mmである。凹部12の底部分の直径は1.2mmである。ここで、凹部の突出した部分には円錐形状を用いている。突出部13の高さ、つまり、X線管の法線方向の長さは、0.7mmである。突出部13の幅、つまり、X線管の長手方向の長さは、1mmである。   FIG. 2 is a diagram showing the result of electric field simulation of the X-ray tube according to the embodiment of the present invention. The set dimensions of the simulation are as follows. The distance between the window 6 side of the inner wall electrode 9 and the anode target 4 is 5 mm. The diameter of the inner wall electrode 10 of the envelope 15 is 8.2 mm. The diameter of the anode electrode 3 is 3 mm. The height of the protruding portion of the recess 12 of the anode target 4 is 1 mm. The diameter of the bottom portion of the recess 12 is 1.2 mm. Here, a conical shape is used for the protruding portion of the recess. The height of the protrusion 13, that is, the length in the normal direction of the X-ray tube is 0.7 mm. The width of the protrusion 13, that is, the length in the longitudinal direction of the X-ray tube is 1 mm.

上記の設定寸法で電圧印加した場合に形成される電界を等電位線21で示した。内壁電極9および引出電極11の形状により、内壁電極9および引出電極11付近の電界は、アノードターゲット4を中心とする半球形状の電界を形成している。   The electric field formed when a voltage is applied with the above set dimensions is indicated by an equipotential line 21. Due to the shape of the inner wall electrode 9 and the extraction electrode 11, the electric field in the vicinity of the inner wall electrode 9 and the extraction electrode 11 forms a hemispherical electric field centering on the anode target 4.

また、突出部13の形状により、突出部13と引出電極11との間に、アノードターゲット4に向かうように電子ビーム2に作用する電界を形成する。これにより、アノードターゲット4に電子ビーム2を集中照射することができる。ここで、理想的な電界を形成するためには、突出部13は内壁電極9の端部付近、すなわち内壁電極9と内壁電極10の連接部付近に設置することが望ましい。一方、突出部13がない場合は、引出電極11から内壁電極10付近の電界は、アノードターゲット4よりもアノード電極3側に電子ビーム2が照射されるように電子ビーム2に作用する電界となり、電子ビーム2をアノードターゲット4に集中させることができない。   Further, an electric field acting on the electron beam 2 is formed between the protruding portion 13 and the extraction electrode 11 so as to go to the anode target 4 due to the shape of the protruding portion 13. Thereby, the electron beam 2 can be concentratedly irradiated to the anode target 4. Here, in order to form an ideal electric field, it is desirable that the projecting portion 13 be installed near the end of the inner wall electrode 9, that is, near the connecting portion between the inner wall electrode 9 and the inner wall electrode 10. On the other hand, when there is no protrusion 13, the electric field in the vicinity of the inner wall electrode 10 from the extraction electrode 11 becomes an electric field that acts on the electron beam 2 so that the electron beam 2 is irradiated to the anode electrode 3 side of the anode target 4. The electron beam 2 cannot be concentrated on the anode target 4.

さらに、アノードターゲット4の凹部12は、電子ビーム2の集中効果を補強する。電子ビーム2は内壁電極9および引出電極11が形成する電界により、半球の中心に向かい照射される。しかしながら、アノードターゲット4が有限な大きさを持つことにより、アノードターゲット4と内壁電極9により生成される電界で、電子ビーム2の集束効果を弱めてしまう。そこで、アノードターゲット4に凹部12を設ける。これにより、アノードターゲット4周辺に電子ビーム2が凹部12の底部分に集中する電界が形成される。従って、電子ビーム2をアノードターゲット4上の小さい領域に集中照射させることができる。   Furthermore, the recess 12 of the anode target 4 reinforces the concentration effect of the electron beam 2. The electron beam 2 is irradiated toward the center of the hemisphere by the electric field formed by the inner wall electrode 9 and the extraction electrode 11. However, since the anode target 4 has a finite size, the electric field generated by the anode target 4 and the inner wall electrode 9 weakens the focusing effect of the electron beam 2. Therefore, the recess 12 is provided in the anode target 4. As a result, an electric field in which the electron beam 2 is concentrated on the bottom portion of the recess 12 is formed around the anode target 4. Therefore, the electron beam 2 can be focused on a small area on the anode target 4.

図3は電界シミュレーションを実施したX線管で電子ビーム2を照射し、アノードターゲット4に衝突した電子31の分布図である。本発明の実施形態のX線管を用いることによりアノードターゲット4の半径0.2mmの小さな領域に電子ビーム2を集中的に照射させることができる。   FIG. 3 is a distribution diagram of electrons 31 that have been irradiated with the electron beam 2 by an X-ray tube subjected to electric field simulation and collided with the anode target 4. By using the X-ray tube of the embodiment of the present invention, it is possible to irradiate the electron beam 2 intensively to a small area of the anode target 4 having a radius of 0.2 mm.

図4は、本発明の実施形態のX線管を搭載したX線分析装置の構成図である。本発明の実施形態のX線管を搭載したX線照射部41はX線43を照射する。X線43はコリメータ42により照射量、照射領域が制限される。X線43は、試料台44に載置された試料45に照射される。これにより、試料45から蛍光X線46が放出される。蛍光X線46は検出部47で検出される。検出部47は検出信号を処理部48に出力する。処理部48は入力された検出信号を処理し、検出結果を表示部49に表示させる。   FIG. 4 is a configuration diagram of an X-ray analyzer equipped with the X-ray tube according to the embodiment of the present invention. The X-ray irradiation unit 41 equipped with the X-ray tube of the embodiment of the present invention irradiates X-rays 43. The irradiation amount and irradiation area of the X-ray 43 are limited by the collimator 42. The X-ray 43 is applied to the sample 45 placed on the sample table 44. Thereby, the fluorescent X-ray 46 is emitted from the sample 45. The fluorescent X-ray 46 is detected by the detection unit 47. The detection unit 47 outputs a detection signal to the processing unit 48. The processing unit 48 processes the input detection signal and causes the display unit 49 to display the detection result.

図5はX線光源の半径とX線強度比の関係図である。関係図はシミュレーションの結果である。X線照射部41のX線光源とコリメータ42との距離は50mm、コリメータ42と試料45との距離は10mmである。X線強度比は、X線光源の半径が0.5mmのときのX線強度を基準とした。照射ビーム径はX線強度を算出する領域である。コリメータ42により制限され、試料45上に照射されたX線43の広がりである。   FIG. 5 is a relationship diagram between the radius of the X-ray light source and the X-ray intensity ratio. The relationship diagram is the result of simulation. The distance between the X-ray light source of the X-ray irradiation unit 41 and the collimator 42 is 50 mm, and the distance between the collimator 42 and the sample 45 is 10 mm. The X-ray intensity ratio was based on the X-ray intensity when the radius of the X-ray light source was 0.5 mm. The irradiation beam diameter is an area for calculating the X-ray intensity. This is a spread of the X-ray 43 which is limited by the collimator 42 and is irradiated on the sample 45.

X線光源の半径を小さくするとX線強度は増加する。特に照射ビーム径が0.2mmの場合、X線光源の半径を小さくするとX線強度は大きく増加する。つまり、大きい径のコリメータ42により制限された照射ビーム径0.5mmの場合では、X線強度の半径を小さくすることにより増加するX線強度は小さい。これは、コリメータ42の径が大きいため線光源の半径を変化させても試料45に到達するX線の量は大きく変化しないということである。一方、小さい径のコリメータ42により制限された照射ビーム径0.2mmの場合では、X線強度の半径を小さくすることにより増加するX線強度は大きい。これは、コリメータ42の径が小さいためX線光源の半径が大きいと試料45に到達するX線の量が少なくなるためである。従って、小さい径を有するコリメータ42を用いて、試料45の小さい領域に強度の高いX線を照射するためには、半径の小さいX線光源を用いる必要がある。   When the radius of the X-ray light source is reduced, the X-ray intensity increases. In particular, when the irradiation beam diameter is 0.2 mm, the X-ray intensity greatly increases when the radius of the X-ray light source is reduced. That is, in the case of the irradiation beam diameter of 0.5 mm limited by the large-diameter collimator 42, the X-ray intensity increased by reducing the X-ray intensity radius is small. This means that since the diameter of the collimator 42 is large, the amount of X-rays reaching the sample 45 does not change greatly even if the radius of the line light source is changed. On the other hand, in the case of the irradiation beam diameter of 0.2 mm limited by the small-diameter collimator 42, the X-ray intensity increased by decreasing the X-ray intensity radius is large. This is because, since the diameter of the collimator 42 is small, the amount of X-rays reaching the sample 45 is reduced when the radius of the X-ray light source is large. Therefore, in order to irradiate a small area of the sample 45 with high-intensity X-rays using the collimator 42 having a small diameter, it is necessary to use an X-ray light source having a small radius.

本発明の実施形態のX線管を搭載したX線分析装置によれば、照射ビーム径を小さくした場合でもX線光源の半径が小さいため、強度の高いX線を試料に照射することができる。よって、試料の測定時間を短縮することができる。   According to the X-ray analyzer equipped with the X-ray tube of the embodiment of the present invention, even when the irradiation beam diameter is reduced, the X-ray light source has a small radius, so that the sample can be irradiated with high-intensity X-rays. . Therefore, the measurement time of the sample can be shortened.

本発明に係るX線管の別の実施形態は、カソードフィラメント1の代わりにフィールドエミッション型の電子源を用いる。図6は、フィールドエミッション型の電子源として、カーボンナノチューブアレイ61を用いたX線管である。カーボンナノチューブアレイ61は、アノードターゲット4に向かってカーボンナノチューブを配向させたアレイである。引出電極11を設置しなくても、カーボンナノチューブは配向された方向に電子ビーム2を照射することができる。これにより溝部8を設けることなく、外囲器14の内壁にカーボンナノチューブアレイ61を設置することができる。よって、外囲器14の内壁に複数のカーボンナノチューブアレイ61を設置し、アノードターゲット4に大量の電子ビーム2を照射することができる。また、カーボンナノチューブアレイ61はカーボンナノチューブ先端から電子ビーム2を照射することができるので、放出電子密度の高い電子源である。従って、アノードターゲット4に大量の電子ビーム2を照射することができる。   Another embodiment of the X-ray tube according to the present invention uses a field emission type electron source instead of the cathode filament 1. FIG. 6 shows an X-ray tube using a carbon nanotube array 61 as a field emission type electron source. The carbon nanotube array 61 is an array in which carbon nanotubes are oriented toward the anode target 4. Even if the extraction electrode 11 is not installed, the carbon nanotube can be irradiated with the electron beam 2 in the oriented direction. Accordingly, the carbon nanotube array 61 can be installed on the inner wall of the envelope 14 without providing the groove portion 8. Therefore, a plurality of carbon nanotube arrays 61 can be installed on the inner wall of the envelope 14 and the anode target 4 can be irradiated with a large amount of electron beam 2. Further, since the carbon nanotube array 61 can irradiate the electron beam 2 from the tip of the carbon nanotube, it is an electron source having a high emission electron density. Therefore, a large amount of the electron beam 2 can be irradiated to the anode target 4.

本発明の実施形態の別のX線管を搭載したX線分析装置によれば、アノードターゲットに大量の電子ビームを集中的に照射することができるので、強度の高いX線を試料に照射することができる。   According to the X-ray analyzer equipped with another X-ray tube according to the embodiment of the present invention, a large amount of electron beams can be intensively irradiated onto the anode target, so that the sample is irradiated with high-intensity X-rays. be able to.

1…カソードフィラメント
2…電子ビーム
3…アノード電極
4…アノードターゲット
5…X線
6…窓
8…溝部
9、10…内壁電極
11…引出電極
12…凹部
13…突出部
14、15…外囲器
16…電流源
17…電圧源
21…等電位線
31…衝突した電子
41…X線照射部
42…コリメータ
43…X線
44…試料台
45…試料
46…蛍光X線
47…検出部
48…処理部
49…表示部
61…カーボンナノチューブアレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cathode filament 2 ... Electron beam 3 ... Anode electrode 4 ... Anode target 5 ... X-ray 6 ... Window 8 ... Groove part 9, 10 ... Inner wall electrode 11 ... Extraction electrode 12 ... Recessed part 13 ... Projection part 14, 15 ... Envelope DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Current source 17 ... Voltage source 21 ... Equipotential line 31 ... Colliding electron 41 ... X-ray irradiation part 42 ... Collimator 43 ... X-ray 44 ... Sample stand 45 ... Sample 46 ... Fluorescent X-ray 47 ... Detection part 48 ... Processing Part 49 ... Display part 61 ... Carbon nanotube array

Claims (9)

電子ビームの衝突によりX線を放出するアノードターゲットと、
前記アノードターゲットに対向する位置に配置され、前記電子ビームを放出する複数のカソード電極と、
前記電子ビームの照射方向を制御する電子光学系と、
前記アノードターゲットと前記カソード電極と前記電子光学系とを収容する外囲器と、
当該外囲器の内壁に前記アノードターゲットを囲むように設けられた半球形電極と、
を有するX線管。
An anode target that emits X-rays by electron beam collision;
A plurality of cathode electrodes disposed at positions facing the anode target and emitting the electron beam;
An electron optical system for controlling the irradiation direction of the electron beam;
An envelope containing the anode target, the cathode electrode, and the electron optical system;
A hemispherical electrode provided on the inner wall of the envelope so as to surround the anode target;
X-ray tube having
前記電子光学系は、前記電子ビームの照射方向が前記半球形電極の面に略垂直になるよう制御する請求項1記載のX線管。   The X-ray tube according to claim 1, wherein the electron optical system controls the irradiation direction of the electron beam to be substantially perpendicular to a surface of the hemispherical electrode. 前記電子光学系は、前記半球形電極と略平行な面を有する引出電極を備える請求項1又は2に記載のX線管。   The X-ray tube according to claim 1, wherein the electron optical system includes an extraction electrode having a surface substantially parallel to the hemispherical electrode. 前記アノードターゲットは、前記X線を放出する方向に凹部を有する請求項1から3のいずれか一つに記載のX線管。   The X-ray tube according to claim 1, wherein the anode target has a recess in a direction in which the X-ray is emitted. 前記外囲器の内壁に、前記アノードターゲットに向かって突出した突出部を有する請求項1から4のいずれか一つに記載のX線管。   The X-ray tube according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a protruding portion protruding toward the anode target on an inner wall of the envelope. 前記突出部は、前記半球形電極の端部に配置された請求項5に記載のX線管。   The X-ray tube according to claim 5, wherein the protrusion is disposed at an end of the hemispherical electrode. 前記カソード電極は、前記外囲器の一部に設けられた溝部に設置された請求項1から6のいずれか一つに記載のX線管。   The X-ray tube according to claim 1, wherein the cathode electrode is installed in a groove provided in a part of the envelope. 電子ビームの衝突によりX線を放出するアノードターゲットと、
前記アノードターゲットに対向する位置に配置され、前記電子ビームを放出する複数のカーボンナノチューブからなるカソード電極と、
前記アノードターゲットを収容するとともに前記カソード電極が設けられた外囲器と、を有し、
当該外囲器は前記アノードターゲットを囲む閉鎖系の半球形部分と円筒形部分とを含み、前記カソード電極が前記半球形部分の内壁に沿って取り付けられた内壁電極を構成し、前記カーボンナノチューブを前記アノードターゲットに向けて配向するように配置したことを特徴とするX線管。
An anode target that emits X-rays by electron beam collision;
A cathode electrode comprising a plurality of carbon nanotubes disposed at a position facing the anode target and emitting the electron beam;
An envelope containing the anode target and provided with the cathode electrode;
The envelope includes a closed hemispherical portion and a cylindrical portion surrounding the anode target, and the cathode electrode constitutes an inner wall electrode attached along the inner wall of the hemispherical portion , and the carbon nanotube is An X-ray tube arranged to be oriented toward the anode target.
請求項1から8のいずれか一つに記載のX線管と、
試料を載置する試料台と、
前記試料への前記X線の照射量を制限するコリメータと、
前記試料から放出された蛍光X線を検出する検出器と、を有するX線分析装置。
X-ray tube according to any one of claims 1 to 8,
A sample stage on which the sample is placed;
A collimator for limiting the amount of X-ray irradiation to the sample;
A detector for detecting fluorescent X-rays emitted from the sample.
JP2011068037A 2011-03-25 2011-03-25 X-ray tube and X-ray analyzer Active JP5833327B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011068037A JP5833327B2 (en) 2011-03-25 2011-03-25 X-ray tube and X-ray analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011068037A JP5833327B2 (en) 2011-03-25 2011-03-25 X-ray tube and X-ray analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012204156A JP2012204156A (en) 2012-10-22
JP5833327B2 true JP5833327B2 (en) 2015-12-16

Family

ID=47184939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011068037A Active JP5833327B2 (en) 2011-03-25 2011-03-25 X-ray tube and X-ray analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5833327B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60214528A (en) * 1984-04-11 1985-10-26 Canon Inc X-ray generating device
JP3996821B2 (en) * 2002-03-27 2007-10-24 株式会社堀場製作所 X-ray analyzer
JP2007311195A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Hamamatsu Photonics Kk X-ray tube
JP2010021012A (en) * 2008-07-10 2010-01-28 Toshiba Corp Rotary anode type x-ray tube device
RU2538771C2 (en) * 2009-05-12 2015-01-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. X-ray source with variety of electron emitters

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012204156A (en) 2012-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4015256B2 (en) X-ray tube
TWI399780B (en) X-ray source containing a field emission cathode
JP2008268105A (en) X-ray beam source, X-ray beam irradiation apparatus, X-ray beam transmission imaging apparatus, X-ray beam CT apparatus, X-ray element mapping inspection apparatus, and X-ray beam forming method
CN109975341A (en) Method and apparatus for enhancing SE detection in the light imaging charged particle microscope based on reflecting mirror
US20130082175A1 (en) Method and particle beam device for producing an image of an object
JP6312387B2 (en) Particle beam device and method of operating particle beam device
US20160379797A1 (en) Charged Particle Beam Apparatus
CN103808747A (en) X-ray spectrometer for measuring total elements
US20110215242A1 (en) Particle beam device and method for operation of a particle beam device
JP5458472B2 (en) X-ray tube
JP5833327B2 (en) X-ray tube and X-ray analyzer
US8373122B2 (en) Spheroidal charged particle energy analysers
JP4370576B2 (en) X-ray generator
JP4982674B2 (en) X-ray generator
EP3396697B1 (en) X-ray generating device, structure manufacturing method, and structure manufacturing system
JP2012142129A (en) Soft x-ray source
JP3567185B2 (en) Sample analyzer
JP2010055883A (en) X-ray tube and fluorescence x-ray spectroscopic analyzer using same
JP4937729B2 (en) Electron / X-ray source device and aerosol analyzer
JP3971975B2 (en) Cathodoluminescence analyzer
JP2578446B2 (en) Secondary electron detector
JP6726788B2 (en) Charged particle device, structure manufacturing method, and structure manufacturing system
JPH10255701A (en) X-ray irradiation apparatus and fluorescent x-ray spectroscopy apparatus using it
JP2017211290A (en) X-ray irradiation equipment
JP2015075358A (en) Radiation inspection equipment

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20121122

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140902

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141029

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20150202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151029

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5833327

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350